弹簧铰链

本发明涉及带有一个外壳的眼镜用的弹簧铰链，外壳中装有一个弹簧件和铰 接件的至少一部分。

如所周知，这种弹簧铰链具有一个装弹簧件的外壳，弹簧件可随与眼镜腿连 接的弹簧铰链超过正常的戴镜位置转动，并对眼镜腿施加预应力，通过预应力把眼 镜腿对着戴镜人的头施压。在有些情况中，这种弹簧铰链的缺点是，制造费用很高， 亦即安装弹簧件所需的外壳内腔需要切削加工，由于外壳尺寸很小，这需要精密加 工，因而造价高。此外，还表明这种外壳的导向性能不令人满意。可能出现与眼镜 腿连接的铰接件固定不牢，以致产生摆动，这需要相当高的结构费用才能克服这个 缺点。

此外，由于弹簧铰链带快动卡紧而使位于中段铰链上的一个凸轮在外壳端面 上的滚动出现问题。特别是在外壳焊接到眼镜腿上时，由于大的热作用而影响这个 工作面的材料特性，这会导致工作面在使用一定时间后经受不住凸轮的压力并逐渐 磨损。这样就不能保证可靠的滚动。

本发明旨在提出一种既经济而又具有良好导向性能的弹簧铰链。此外，工作 面即使在长期使用后仍保持良好的滚动性能。

这个任务是通过具有权利要求1所述特征的弹簧铰链来实现的：外壳中装的 一个锁紧件对铰接件起导向作用并构成一个与外壳独立的工作面。因此，外壳的结 构既简单而又保证了铰接件的可靠导向。而且工作面的材料与外壳选用的材料无关 并可根据特殊要求选用。

此外，具有权利要求12所述特征的本发明制造方法是这样实现的：外壳、锁 紧件和/或铰接件用一种简单的很经济的金属冲压和/或加工成形，所以制造很简单 而且经济。特别是完全消除了昂贵的异形件和复杂的切削加工工序如铣削或钻孔。

另一个优点是，外壳可用等厚的材料加工，即外壳的壁厚大致相等，从而例 如在外壳感应加热时可避免薄壁区出现软化。

弹簧铰链的一个实施例具有特别的优点，在这个实施例中，锁紧件与装入外 壳中的弹簧件和铰接件一起构成一个预装配的装配单元而可简单装入装在眼镜腿 的外壳中，所以，这样构成的弹簧铰链的最终装配很简单，因而很经济。

弹簧铰链的其他实施例在其从属权利要求中提出。

下面结合附图来详细说明本发明。附图是：

图1表示弹簧铰链第一实施例的纵截面；

图2表示图1所示弹簧铰链的俯视图；

图3表示装在图1所示外壳中的一个锁紧件的纵截面；

图4表示锁紧件的前视图；

图5表示锁紧件的俯视图；

图6表示弹簧铰链第二实施例的纵截面；

图7表示图6所示弹簧铰链的底视图；

图8表示锁紧件的透视图；

图9表示弹簧铰链另一个实施例的纵截面；

图10表示图9所示弹簧铰链的底视图；

图11表示图9所示弹簧铰链所用的锁紧件的纵截面；

图12表示图11所示锁紧件的底视图；

图13表示弹簧铰链另一个实施例的纵截面；

图14表示图13剖面线A-A的横截面；

图15表示图13弹簧铰链所用锁紧件的透视图。

这里所述的弹簧铰链是用于将眼镜腿固定在一副眼镜的中段上，其中弹簧铰 链通常装在眼镜腿上并具有一个铰接件，此铰接件与眼镜中段的铰链共同动作并与 眼镜腿铰接。眼镜腿可从其静止位置转到戴镜位置并超过戴镜位置折合，其中通过 弹簧铰链的弹簧件施加复位力。

图1表示弹簧铰链1第一实施例的纵截面，铰链的外壳3用可变形的材料例 如金属经深拉过程或冲压过程制成。加工方法将在下面结合图16详细描述。外壳 3的下边5是敞开的，外壳3中装有一个作为螺旋弹簧构成的弹簧件7，此弹簧件 装在铰接件11纵向延伸的凸肩9上。此处的凸肩9做成一个穿过螺旋弹簧件7的 销子，销子端例如通过挤压过程加宽成螺旋弹簧件7一端的支座。螺旋弹簧或弹簧 件7的另一端支承在一个装入外壳3的锁紧件13上，铰接件11可通过锁紧件13。 锁紧件13完全装入外壳3中，而铰接件11则具有一个从外壳3伸出的铰链环15， 此环与一个设置在眼镜中段上的中段铰链共同动作。弹簧件7和锁紧件13的尺寸 设计成不超出外壳3的下边15，而且构成一个平面，外壳3用这个平面贴合在一 肢眼镜腿的表面上并与表面牢固连接、最好焊接。

铰链环15与铰接件11构成一个整体，凸肩9也是这个整体的一部分，这样 就把制造弹簧铰链1所需的零件减少到最低限度。在做成螺旋弹簧的弹簧件7推到 凸肩9上以后，由于肩端加宽，弹簧不能取下，于是弹簧件7和铰接件11形成一 体。

由于锁紧件13与外壳3的下边5封闭成平面，所以在外壳3固定在那里以后， 锁紧件13的下边也贴合在眼镜腿的表面上。另一方面，锁紧件13在外壳3的前端 附近则是支持在外壳的里边17上。所以，在弹簧铰链1装配好的状态下，锁紧件 13即可达到最佳的固定。

锁紧件13具有一个平的内表面19，而可使铰接件11贴合在这个内表面上。 这个内表面19对铰支在外壳3中克服弹簧件7的力移动的铰接件11起第一导向面 的作用。通过锁紧件13至少部分地包围外壳3内的铰接件11而构成第二导向面。 通过铰接件11贴合在锁紧件13的另一内表面上而构成第三导向面23。

铰链环15的尺寸做成使它能贴合在外壳3前端的顶肩25上。锁紧件13的尺 寸最好做成当铰接件11在弹簧件7的预应力作用下朝外壳3前端拉动时使它也能 贴合在接触面25上。

由于铰接件11穿过锁紧件13并由弹簧件7作用一个预应力，而弹簧件7则 通过凸肩9加宽的端部顶住铰接件11，所以构成一个由铰接件11、弹簧件7和锁 紧件13组成的装配单元。

这个装配单元在外壳3例如用焊接固定后，便可推到在图1中没有示出的眼 镜腿上。在锁紧件13本体上铰接一个弹性的锁紧凸缘27，在这个实施例中，锁紧 凸缘27嵌入一个设在外壳3上壁内的孔29中。通过适当的支座31防止了锁紧凸 缘27从外壳3中压出太远并最终挤满孔29的全部面积而又不伸出外壳3的表面。

原则上，孔29只需在外壳3的壁上构成一个浅槽并使锁紧凸缘27嵌入此槽 中，从而使锁紧件13固定在外壳3内即可。在这个实施例中，孔29完全穿透了外 壳3的壁，因此，锁紧凸缘27可从外部进入并挤入它的解锁位置。锁紧凸缘27 通过一个弹簧臂33与锁紧件13的本体连接。

从图2平面图可看出，铰链环15伸出外壳3的前端35并比前端窄。还可看 出仅作为例子示出的四角形孔29，锁紧凸缘27嵌入其中。此孔和锁紧凸缘27的 尺寸相互配合，以防止由锁紧凸缘27将脏物带入外壳3的内部。锁紧件13的尺寸 也做成能防止脏物进入外壳3的前端35。

图3表示锁紧件13处于装配好的状态。从图中可以清楚看出作为铰接件11 第一导向面的内表面19。此外，还可看出第二导向面21和第三导向面23与第一 导向面19共同作用而使铰接件11实际上在锁紧件13的内部进行无间隙的导向运 动。从而实现铰接件在外壳3中的最佳导向。

图3还示出了结合图1说明的弹簧臂33、锁紧凸缘27和支座31。

锁紧件13的内部尺寸与铰接件11的尺寸配合成使铰接件11实际上可进行无 间隙的导向运动。

从图4所示锁紧件13的前视图可以看出，在第二导向面21和内表面19之间 实际上是一个方孔37，最好在这个范围内同样构成方形的铰接件11穿入此孔中。 从图4还可看出第三导向面23。此外，图4示出了一个端面38，这个端面也称工 作面，其实际功能下面还要述及。

锁紧件13的形状与外壳3的内部形状配合，所以，在弹簧铰链1装配好的状 态下，锁紧件13的下边39贴合在图示眼镜腿的表面，且其上边41贴合在外壳3 的里边17上，而侧边43和45则最好贴合在外壳3的侧壁上。亦即在弹簧铰链1 装配好的状态下，锁紧件13实际上无间隙地固定在外壳3中。

从图4看出锁紧件13从各边包围铰接件11，所以构成上述的装配单元。

图5表示锁紧件13上边41的平面图，从图中看出锁紧凸缘27的宽度比锁紧 件13的宽度窄。固定锁紧凸缘27的弹簧臂33可构成连续的桥。但也可用一个较 窄的弹簧臂，或象这个实施例那样，用两个大致成V形的弹簧臂33连接与锁紧件 13的本体弹性连接的锁紧凸缘27。

如图1或图3所示，锁紧凸缘27具有一个做成导入斜面的表面而构成一个快 速卡锁，从而使由弹簧件7、铰接件11和锁紧件13组成的装配单元牢固固定在外 壳3内。锁紧凸缘27借助弹簧臂33的弹力作用固定在孔29中。

和锁紧件13一样，铰接件11也用金属特别是不含镍的金属最好用钛制成。这 样，一方面避免了戴镜人的过敏反应，另一方面又把磨损现象降低到最低限度。

图6表示弹簧铰链101的另一个实施例的纵截面，从图中可看出外壳3中装 有一个锁紧件13，铰接件11穿过锁紧件13并具有一个穿过螺旋弹簧件17的凸肩 9。弹簧件7一方面支承在锁紧件13上，另一方面又支承在定位环47上，定位环 47推到凸肩9上并通过例如挤压产生的凸肩9的加宽部位固定。弹簧件7在预应 力作用下装到凸肩9上，所以铰接件11被拉入锁紧件13中使铰链环15向外壳3 或锁紧件13的端面拉动。

外壳3构成使弹簧件7和铰接件11都不伸过它的下边5，所以，当外壳3安 装在例如焊接在眼镜腿上时，锁紧件13的下边便与眼镜腿的上边紧密贴合；另一 方面锁紧件13的上边又与外壳3的里边17贴合。所以在弹簧铰链101安装好的状 态下，锁紧件13便可靠固定在外壳3内并对铰接件11起导向作用。铰接件11一 方面贴合在构成第一导向面的锁紧件13的内表面19上，另一方面又贴合在位于弹 簧件7支承面附近并沿端面35方向延伸的第二导向面21上。在端面附近有第三导 向面23。与第二导向面21一样，第三导向面23位于里面19的对面。第三导向面 23的距离大于第一导向面21的距离，这是因为铰接件11在这个范围内较高的缘 故。

铰接件11最好弯制而成，即用一根构成凸肩9的长钢丝弯制而成。在铰链环 部位弯成一个环并向回弯到锁紧件13的内部而贴合在第三导向面23上。所以这里 所示的铰接件11在制作上是特别经济的。铰接件11的另一种制作方式结合图17 说明。

从图7底视图看出，定位环47贴合在弹簧铰链101外壳3的内表面上，因而 可进行可靠的导向运动。锁紧件13的侧壁则紧贴在外壳3的里侧上，所以锁紧件 13可在外壳3中可靠导向。

锁紧件13在此例中具有两个锁紧凸缘27a、27b，它们弹性装在弹簧臂33 上并与锁紧件13本体连接。锁紧凸缘27a和27b嵌入设在外壳3侧壁上的孔29。 原则上锁紧凸缘27a、27b嵌入一个浅槽中即可。在图4实施例中，孔29穿透侧 壁21。锁紧凸缘27a、27b的外表面与外壳3的外边平面封闭，所以不影响弹簧 铰链101的外观，并便于锁紧件13的拆卸。锁紧凸缘27a、27b作为快速卡锁扣 入孔29中。为了支承弹簧臂33的锁紧力，弹簧件7也作用在锁紧凸缘27a、27b 的里侧，这样，锁紧凸缘27a、27b便向外扣入孔29中。在眼镜腿过份伸长时， 可在外壳3纵向内克服弹簧件的力移动的铰接件11从外壳3内部拉出并压缩弹簧 件7，从而增加锁紧凸缘27a、27b在锁紧位置方向内作用的弹力。因此在弹簧铰 链101加载时保证了锁紧件13可靠固定在外壳3内。

在图7实施例中，锁紧件13的下边实际上是封闭的。只设置了两个槽53， 连接锁紧件13的锁紧凸缘27的弹簧臂33通过这两个槽构成。

图8表示稍作修改的锁紧件113，这个锁紧件的下边是敞开的。在图8中没 有示出的铰接件11一方面通过从图6可以看出的第二导向面21和第三导向面23 进行导向，另一方面又通过眼镜腿的表面导向，弹簧件111与锁紧件113装在眼镜 腿上。

锁紧件113的透视底视图可清楚看出锁紧凸缘27a和27b的外表面大致呈楔 形，所以，当锁紧凸缘27a和27b被弹簧臂33向外推出时，即构成前面所述的快 速卡锁。

锁紧件113的下边39构成平面，所以它可贴合在眼镜腿的上表面并可构成铰 接件11的最佳导向。

结合图1和图6所述弹簧铰链的特点是，由铰接件、弹簧件和锁紧件构成的 装配单元在外壳3装到眼镜腿表面以后可在任何时候重新拆卸，因为即使在装配好 的状态中，锁紧件的锁紧凸缘也可从外部操动。

图9表示弹簧铰链201的另一种实施例，这个铰链也包括一个外壳3、一个 装入外壳3中的弹簧件7和一个设置在外壳3里面的铰接件11。铰接件11一方面 包括一个凸肩9，另一方面又包括一个与此凸肩连接成整体的铰链环15。铰接件 11在这里也位于一个锁紧件13的内部，而锁紧件13则至少呈U字形包住铰接件 11。    

如图10所示，外壳3与上述的外壳不同而带有一个底边55，此底边封住装 入外壳内部的、由弹簧件7、铰接件11和锁紧件13组成的装配单元。

锁紧件13在此例中也带有嵌入外壳3的孔29的锁紧凸缘27。不过孔29设 在底边55上，所以在弹簧铰链201装到眼镜腿上以后，锁紧凸缘27就不能操动。 因此，外壳3的内部可更好防止灰尘和在焊接过程中可能产生的其他脏物。

弹簧件7在这里也通过一个定位环47固定在凸肩9上，此定位环通过凸肩9 的端部加宽而可防止脱落。

铰接件11的底边贴合在构成第一导向面的底边55的内表面。在弹簧件7附 近构成第二导向面，并在外壳的端面附近构成第三导向面23。也象其他实施例那 样，为了铰接件11通过锁紧件13可靠导向，锁紧件13的内部与铰接件11的尺寸 配合而保证了最佳的侧向导向。

在外壳3的端面和构成贴合面25的铰链环15之间可设置一块挡板57来防止 脏物进入外壳的端面。

从图10所示底视图中可以看出，铰接件11比外壳3窄，还可清楚看出，完 全穿透外壳3壳壁的孔29包住锁紧凸缘27的四周。

从图11所示锁紧件13的纵截面可清楚看出，锁紧凸缘27通过弹簧臂33与 锁紧件本体连接，此弹簧臂通过被一个槽59隔开的锁紧件13的侧壁范围构成。锁 紧件13设有一个环形凸缘61，该凸缘用来封闭外壳3的端面并可代替图9所示的 封闭板57。在这个结构中，锁紧件13在铰接件11的下边构成一个贴合面，所以 铰接件11导向特别好。

弹簧臂33的右端有一个导入斜面63，弹簧件7对着此斜面作用使锁紧凸缘 27受一个附加的向下作用的预应力的作用而将锁紧凸缘27挤入锁紧位置。如果通 过铰接件11的轴向运动(在图9向左)而使弹簧件7受一个增加的预应力作用， 则锁紧凸缘27便可更好锁定在外壳3相应的孔29中。

从图12锁紧件13的底视图可看出，锁紧凸缘27的宽度比锁紧件13的宽度 小。但环形凸缘61超过锁紧件13的分界线，所以形成外壳3端面的封闭，从而使 工作面38加大外壳3端面的横截面。

在弹簧铰链的第二和第三实施例中，外壳3同样由一种可变形的最好是可深 拉的材料制成。锁紧件和铰接件可用塑料制作。但最好用不含镍的材料例如钛制 成。

图13表示弹簧铰链303的第四实施例，此铰链亦包括一个带底边55的外壳 3，弹簧件7即螺旋弹簧位于外壳内，螺旋弹簧7可通过铰接件11的凸肩9向外 推动并通过凸肩端部的加宽固定。定位环47构成第一支承面，锁紧件213构成第 二支承面。

锁紧件13除了凸肩9外，还包括铰链环15，此环从外壳3伸出，且其尺寸 选择成能构成一个贴合在外壳3端面上的贴合面25。弹簧件7保持预应力作用， 所以铰链环15对着外壳3的前端施压。

外壳3的底边55开有一个穿通的孔29。用钢板弯成的锁紧件213的锁紧凸 缘27扣入此孔中。锁紧件213对在水平方面内克服弹簧件7的力而进行移动的铰 接件11起导向作用，并具有一个通孔65，其侧壁与凸肩9的轮廓配合成能构成铰 接件11的一个导向面。

锁紧件213的上边和底边分别贴合在外壳3的里边17和其底边55上，所以 保证了锁紧件213的最佳固定。

图14表示沿图13A-A线剖开的横截面，从图中可看出，锁紧件213的外表 面贴合在外壳3的内表面上可靠固定。在铰接件11面对底边55的下边，锁紧件 213有两个侧臂67和69，这两个臂的内表面对铰接件11起导向面作用。锁紧件 213的底边39贴合在外壳3的底边55上，所以保证了铰接件11的导向。

图15表示图13和14所示锁紧件213的原理图，从图中可清楚看出侧臂67 和69相互面对的内表面贴合在铰接件11的外侧上并构成导向面。图中还示出了凸 肩9穿过的通孔65，而且此孔的内表面构成该凸肩的导向面。

侧臂67和69对锁紧凸缘27起弹簧臂的作用，在锁紧件213推入外壳3以后， 锁紧件213被锁紧凸缘27牢固锁定。

和以上实施例一样，铰接件11也包括铰链环15和装在弹簧件7上的凸肩9， 由于铰接件11在所有实施例中都分别穿入相应的锁紧件，所以弹簧件、铰接件和 锁紧件构成一个易于装入外壳3的装配单元。

在外壳3带有底边55的实施例中，这个装配单元可在外壳装到眼镜腿上之前 装入外壳3中，这样弹簧件构成一个预装配的组件。然后可用适当的方法将外壳3 固定到眼镜腿上，而且根据弹簧件7的弹簧特性最好用粘接方法。在外壳和眼镜腿 之间采用焊接时，这个装配单元最好事后装入外壳中。这样可防止焊接产生的热对 锁紧件工作面的强度产生不利的影响。

在侧臂67和69与锁紧凸缘27之间的过渡区可按图15所示锁紧件213的实 施例设置一个虚线所示的导入斜面71。当弹簧件7受到面对锁紧件213的一个臂 73作用一个弹力时，这个臂便对斜面71挤压，从而将锁紧凸缘27向下压即压入 它的锁紧位置。在压眼镜腿时，弹簧件7的预应力加大，于是借助于这个斜面71 加强锁紧凸缘27的锁紧作用。

结合图13至15说明的弹簧铰链303实施例的特点是，牢固固定在外壳3内 部的锁紧件213的制作是特别经济的，而且锁紧件213的上边41可靠贴合在外壳3 的里边17，而侧臂67和69的下边39则贴合在起第一导向面作用的外壳3里面(见 图13)。由于锁紧件213牢靠锁紧在外壳3中，所以即使锁紧件213用板件成形、 因而制作十分经济时也能保证铰接件11的最佳导向。

如果将弹簧件、铰接件和锁紧件组成的装配单元装入带底边的外壳中，而且 底边上设置有锁紧件锁紧凸缘的嵌入孔，则这个装配单元在外壳装到眼镜腿上以后 就不再可能取下，因为锁紧凸缘不可能从外边操动。如果采用预装配组件的弹簧铰 链并将它整个装到眼镜腿上，则弹簧铰链在装配之前还可操动锁紧凸缘，因而仍可 从外壳拆卸这个装配单元。

在所有情况中都保证了弹簧铰链结构简单，预先制作的装配单元可装入已装 在眼镜腿上的外壳中，而且装配单元的锁紧件一方面牢靠锁紧在外壳内部，另一方 面又保证铰接件的最佳导向。此外，锁紧件的工作面材料具有最佳的性能并在焊接 退火时不受影响。

在上述全部情况中都可采用制作简单的冲压件做外壳，这样就可降低弹簧铰 链的制作成本。由于锁紧件至少三边被外壳包围，而第四边又被眼镜腿的表面封 住，所以脏物、漆或抛光剂都不可能进入弹簧铰链的内部、从而保证了弹簧铰链的 良好功能。由于外壳前端被锁紧件密封，而且外壳又贴合在眼镜腿上，所以完全 防止了脏物进入弹簧铰链而无需特别大的结构费用。锁紧件的形状对铰接件起导向 作用也简化了弹簧件的结构，从而降低制造成本。

如前所述，外壳和铰接件都可用简单的金属带经过很少的冲压成形工序制 成，而不需要任何切削加工工序，因而特别经济。

上述锁紧件13亦可按外壳和铰接件的相似方法用金属带加工，而且最好采用 冲压或弯曲成形。最好也用不含镍的金属例如钛。

冲压成形的尺寸精度较差(与常规的切削加工比较)，在本例中可通过锁紧 件的嵌入而获得有效的补偿。

综上所述，上述零件的制作很简单，因而特别经济。外壳或铰接件不用昂贵 的异形件，异形件亦可用上述制作方法而取消了切削加工。

图1至图15所述的弹簧铰链的特点是，由于锁紧件构成快速卡锁，所以可将 铰接件与弹簧件和锁紧件构成一个装配单元整体装入外壳中并可靠锚定。在这个装 配单元装入后，锁紧件便扣入外壳中锁紧而不需要采取增加弹簧铰链装配费用的任 何其他固定措施。

由于铰接件通过锁紧件各边导向，所以，虽然装配简单，但铰接件仍可达到 很精确的导向。在图8所示锁紧件实施例中，铰接件亦可达到各边导向，即通过锁 紧件呈U形包住铰接件，并使铰接件贴合在固定弹簧铰链的眼镜腿的表面上。这 样就能实现锁紧件对铰接件的各边导向。

锁紧件的特殊结构保证了特别好的导向：锁紧件的长度为L、高度为H和宽 度为B时，得出的尺寸关系为：L＞H＞B。通过这样的尺寸比例一方面保证了锁紧 件牢靠锚定在装配好的外壳中，即锁紧件与弹簧铰链无间隙的配合；而另一方面， 正是由于锁紧件牢靠锚定在弹簧铰链中，铰接件在锁紧件内部达到了很好的、无间 隙的导向。

虽然铰链弹簧具有很经济的外壳而只需将装配单元嵌入外壳中即可，但却具 有良好的技术性能，用通常的方法只有付出十分高昂的加工费用才可达到这样好的 性能。

弹簧铰链之所以具有最经济的制作可能性，是因为锁紧件具有特殊形状而不 需要在弹簧铰链中设置特殊的导向装置，同时也取消了将铰接件固定或锁紧在外壳 内的一般锁紧件。